海南生物质能开发利用现状及发展对策
海南生物质能开发利用现状及发展对策
李向宏;何凡;林盛;陈文何;邓焕秋;严坚
【摘 要】随着世界能源日益短缺,开发新的可再生能源成为当务之急.本文概述海南主要生物质能源的发展现状、经济价值及其开发利用情况,探讨今后发展前景,为开发利用生物质能提供参考依据.
【期刊名称】《热带农业科学》
【年(卷),期】2010(030)004
【总页数】5页(P53-57)
【关键词】海南;生物质能;开发利用
【作 者】李向宏;何凡;林盛;陈文何;邓焕秋;严坚
【作者单位】海南省农业科学院,海南海口,571100;海南省农业科学院,海南海口,571100;海南省
农业科学院,海南海口,571100;海南省农业厅种植业管理处,海南海口,571100;海南省农业厅种植业管理处,海南海口,571100;海南省农业厅种植业管理处,海南海口,571100
【正文语种】中 文
【中图分类】TK6;TQ91
能源是国家战略性资源，是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础。中国能源消费仅次于美国而位居世界第二，大规模的能源消费和以矿物能源为主的能源消费结构对环境的影响、污染和破坏已成为全球关注的焦点。随着世界能源的日益紧缺,中国政府在21世纪能源发展战略中提出“积极发展其他新能源和可再生能源”的战略举措。2006～2007年，我国先后颁布了 《中华人民共和国可再生能源法》和 《可再生能源中长期发展规划》，把生物燃料列为可再生能源发展的重点，规划2010年生物柴油年利用量达到20万t，2020年生物柴油年利用量达到200万t[1]。能源植物是一种可再生的资源，开发生物质能作为现有能源的补充和替代品，一方面能逐步缓解能源危机，为寻新能源走出一条新路，另一方面生物能源生产和使用不污染环境，对保护环境、保护生态系统、促进社会可持续发展具有重要意义[2]。
1 发达国家及我国生物能源研究利用概况
目前，发达国家用于规模生产生物柴油的原料主要有大豆(美国)、油菜籽(欧共体、加拿大)、棕榈油(东南亚)，日本、爱尔兰等国用植物油下脚料及食用回收油作原料生产生物柴油。用于规模生产燃料乙醇配制生物汽油的原料主要有甘蔗、木薯、番薯、甜菜、玉米和高粱等[3]。
日本计划2010年生物柴油的加油站推广到全国各地，2030年前生物柴油的消费量占汽油消费总量的10%(达60亿t)。日本最大的石油公司—新日本石油公司2009年6月1日起以东京为中心，在6县861家加油站大规模销售生物燃油(汽油中加入10%的由甘蔗为原料生产的乙醇)。
印度尼西亚是世界棕榈油第一生产大国，利用棕榈油、麻疯树、木薯、甘蔗、甜高粱生产生物柴油和生物乙醇，2006年开始在偏远乡村实施“能源自给计划”，开展生物能源作物的种植和加工，计划2010年使用生物燃油占所有能源的2%，2025年占5%。2008年开始在雅加达、泗水、巴厘岛等200多个加油站销售生物燃油，每吨生物燃油政府补贴1 000印尼盾。印尼国会2008年10月通过一项法案，要求燃油消耗企业使用生物燃油不少于2.5%，印尼政府将提高对生物燃油的价格补贴。
美国非常重视发展清洁、可再生能源，2007年开始推广以玉米为原料生产乙醇，调和乙醇汽
油，代替部分石化汽油，以减轻将来世界石油紧缺给美国带来的能源危机。
我国是利用能源植物较早的国家，但基本上局限在直接燃烧、制碳等初级利用阶段，热能利用率较低。“七五”期间，四川省计划委员会能源办公室实施“野生植物油作柴油代用燃料的开发应用示范”项目，四川省林业科学研究院等单位对攀西地区野生小桐子(麻疯树)的适生立地环境、栽培技术、生物柴油提取与应用等进行了较为深入的研究，从野生小桐子树结的果实提取生物柴油也获得了成功[3]。中科院“八五”重点项目“燃料油植物的研究与应用技术”，完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查研究，建立了小桐子栽培示范区。湖南省在“八五”期间完成了光皮树制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究；“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”研究，同时，还从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树(E-uphorbia tirucalli)优良无性系，开展了“能源树种绿玉树及其利用技术的引进”研究[1]。
2 海南生物质能资源及利用现状
海南是热带省份，种植有多种亚热带、热带生物能源植物。主要有甘蔗、木薯、麻疯树、油棕、椰子、橡胶树、豆类、花生、芝麻、甘薯、玉米等，其中栽培面积较大、利用较为普遍的是甘蔗、木薯和麻疯树(以下数据主要来源于海南省农业厅南亚办)。
2.1 甘蔗
2.1.1 生产现状[4]
2008年全省甘蔗种植面积为7.33万hm2，产量450万t，平均约60 t/hm2，主要分布在海南的西北部地区，以儋州市种植面积较大，约占全省的40%，其次是临高县、昌江县、白沙县、澄迈县、海口市、定安县、东方市、乐东县等。甘蔗主要品种为新台糖22号，约占种植总面积的70%，目前全省生产的甘蔗全部用来榨糖，全省有榨糖企业23家。大多以农户分散种植为主，大部分种植在坡地。甘蔗榨季一般从每年的11月开始至次年4月结束。
2.1.2 生物质能利用现状
甘蔗榨汁后用发酵的方法直接生产酒精，每t甘蔗约生产酒精70kg、蔗渣250kg、废醪液910kg。三元共沸物蒸馏脱水(称Mel le法)是大规模生产无水酒精最通用的方法，得到的无水酒精纯度可达99.8%～99.95%。这种由甘蔗为原料生产的乙醇按10%的比例加入到汽油中可做生物汽油使用。蔗汁发酵酒精后的废液，可用于灌溉农田，为作物提供营养，并增加土壤肥力。
生物能源2.1.3 效益情况
2008年平均每t甘蔗收购价为260元，每公顷甘蔗产值为15 600元，农民种植每公顷生产成本约9 000～12 000元，每公顷利润为3600～6600元。高产蔗田亩产可达6～7t，每公顷利润可达10 500～12000元。
与主要能源作物比较，土地单位面积产量以甘蔗为最高，产酒精量也名列前茅(见表1)。但从经济收益方面同产糖或产燃料酒精比较，则当前产糖效益会高于产酒精，因为产糖1 t只需甘蔗8～10 t，而产酒精则需13.5～15 t，而两种产品近年售价较接近，虽然加工费产糖高于酒精，但原料费占生产成本是主要的。因此单从经济效益考虑则产糖优于酒精。为保证食糖供给，目前国家产业政策不主张甘蔗制取乙醇。海南省目前尚未开发和推广甘蔗生产燃料酒精的生物质能项目。
2.2 木薯
2.2.1 生产现状[4]
表1 几种能源作物单位面积产酒精比较注：此表作物产量为海南2008年平均产量。原料 土地
产量(t/hm2/年)土地酒精产量(kg/hm2/年)甘蔗 70 12.5 70 4 900木薯 40 25 150 6 000玉米 5 69 410 2 050糖或淀粉(含量%)酒精产率(kg/t原料)
2008年全省木薯种植面积为3.2万hm2，总产量54万t，平均约16.95 t/hm2。主要分布于琼中、屯昌、白沙、儋州、东方、昌江、五指山等市县。大部分是农民利用坡地、边角地种植，种植比较分散，木薯部分供给淀粉加工厂，部分用作畜禽饲料，少部分用作杂粮。全省现有淀粉加工厂16家。
2.2.2 生物质能利用现状
海南省木薯产量相对于广西较少，目前尚未开发木薯生物质能源项目。广西壮族自治区利用木薯生产乙醇厂家有20多家，其中，年产木薯酒精超过2万t以上的有3家，年生产木薯酒精超过13万t。其加工流程如图1所示。
图1 木薯生产酒精的工艺流程
木薯干片为原料，先粉碎和水解，其他加工淀粉和酒精的流程相同(见图1)。加工木薯淀粉和酒精时，会产生木薯皮、渣和废水等可再利用，一是用木薯皮和渣发酵做堆肥，或培育食用
菌；二是用木薯渣发酵和脱毒处理后做饲料，喂猪和鱼；三是黄浆和酒精糟等，含较丰富的淀粉和蛋白质，可加工饲料和肥料；四是废液生产沼气，即去除臭味又可供热烘干淀粉，降低能耗；五是提高废水的pH值后，用来灌溉农田，即减少污染，又提高土壤肥力，形成循环经济产业，提高其经济效益[5]。
2.2.3 效益情况
2008年平均每吨木薯收购价为300元，每公顷产值为5400元，农民种植木薯每公顷生产成本约为3 000元，每公顷利润为2 400元左右。
2.3 麻疯树
2.3.1 生物质能开发利用现状[6]
海南麻疯树全岛均有分布，总体是西部多于东部，南部多于北部，中部丘陵地多于沿海，多以半野生状态生长于路边、田埂、村庄，用作绿篱、保护农作物和地块分界。因麻疯树的种子含油率达30%以上，是提制生物柴油的主要原料树种，海南麻疯树种植经过近几年的发展，已初具规模，主要是由2～3个种植企业来完成。2009年海南中海油已建成年产6万t生物
柴油加工厂，这对海南麻疯树规模化种植起到积极的推动作用。其加工流程和主要用途如图2所示。

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